2025.3.26

開發(fā)激光核聚變的關(guān)鍵部件模具激光的關(guān)鍵部件“玻璃法拉第元件”加速了激光核聚變的實現(xiàn)可能性

研究成果(新聞稿)

日本電氣硝子株式會社(總公司:滋賀縣津市社:岸本曉)、大阪大學(xué)激光科學(xué)研究所(以下簡稱阪大激光研究所)、核聚變科學(xué)研究所、京都大學(xué)開發(fā)了作為大型高功率激光關(guān)鍵部件的“玻璃法拉第元件”。 通過使用該部件的光隔離器，可以抑制作為大型高功率激光課題的反射返回光。 高功率激光有望應(yīng)用于激光核聚變、宇宙碎片的去除、重粒子射線治療癌癥等要求精密工程學(xué)和尖端激光控制的各種領(lǐng)域。

左圖:大型高功率激光裝置“SENJU (Super Energetic Joint Unit )”(圖紙?zhí)峁?大阪大學(xué)激光科學(xué)研究所)，右圖:開發(fā)的玻璃法拉第元件110×110mm阪大激光研究所正在開發(fā)的大型高功率激光裝置“SENJU” 作為控制該光束的關(guān)鍵部件，可大型化的玻璃法拉第元件有望被看好。

玻璃法拉第元件的特點

玻璃法拉第元件是用于光隔離器的光學(xué)元件，是利用磁場旋轉(zhuǎn)光偏振面的特殊零件。 作為控制激光反射光的設(shè)備“光隔離器”的關(guān)鍵部件使用。 此次共同開發(fā)的玻璃法拉第元件具有以下特點，超越了鋱鎵石榴石( TGG )等傳統(tǒng)材料。

• 可以大型化
  實現(xiàn)了可以控制超大直徑光束(Φ90mm )的尺寸( 110×110mm )。
• 具有高輸出(大功率)耐受性
  與TGG相比，吸光系數(shù)較低，即使提高激光的輸出功率，質(zhì)量也不會下降。

圖2是光隔離器和玻璃法拉第元件示意圖

共同開發(fā)的背景

高功率激光的反射返回光會引起激光設(shè)備的破損風(fēng)險和噪聲問題，因此成為實現(xiàn)裝置的一大課題。 日本電氣硝子利用開發(fā)小型高功率(高功率)激光對應(yīng)光隔離器的經(jīng)驗，開發(fā)了滿足大型高功率激光要求的玻璃法拉第元件。 京都大學(xué)和核聚變科學(xué)研究所對玻璃進(jìn)行了評估，阪大激光研究所將其作為“SENJU”的光隔離器進(jìn)行安裝。

今后的展望

在繼續(xù)試制適合激光核聚變的玻璃尺寸、厚度的同時，進(jìn)行光學(xué)特性等的評價。 另外，為了實現(xiàn)實用化，我們將進(jìn)一步試制“搭載玻璃法拉第元件的光隔離器”。

這件事的咨詢方式

• 大學(xué)共同利用機關(guān)法人自然科學(xué)研究機構(gòu)核聚變科學(xué)研究所
  管理部總務(wù)企劃科對外合作系